(57)【要約】【課題】  エンコーダからの信号を長い距離、例えば１０ｍ程度離れてプログラマブルコントローラに伝送する場合、伝送線にモータやインバータ等からのノイズが重畳され易く、エンコーダの信号を正確に計測することができなかった。【解決手段】  本発明は、エンコーダに近接した個所にカウンタユニットを設置し、カウンタユニットは、エンコーダ信号のカウンタと、所定の値を記録しておくカウンタ設定レジスタと、カウンタの値とカウンタ設定レジスタの値とを比較する比較器と、比較器の結果により前記カウンタの値を伝送するか、エンコーダの信号を伝送するかを決定する出力回路と、カウンタの値またはエンコーダ信号を伝送する伝送回路より構成される。【選択図】  図１
2006146377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御しようとする対象物の位置決めの制御を行うためのエンコーダと、
該エンコーダからのパルスをカウントするカウンタユニットと、
該カウンタのカウント値とユーザプログラムをもとに演算制御する演算部と、
前記制御対象物の移動のためのモータを駆動するための出力部を備え、
前記カウンタユニットを前記エンコーダの近接して配置し、
該カウンタユニットは、前記カウンタと、所定の値を記録しておくカウンタ設定レジスタと、前記カウンタの値と前記カウンタ設定レジスタの値とを比較する比較器と、該比較器の結果により前記カウンタの値を伝送するか、前記エンコーダの信号を伝送するかを決定する出力回路と、前記カウンタの値または前記エンコーダ信号を伝送する伝送回路より構成されたことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に制御しようとする対象物の位置決め等の制御行うためのエンコーダと、プログラマブルコントローラ（以下、ＰＬＣと呼ぶ）との距離が長く必要な構成を要求されるプログラマブルコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術について、図３を用いて説明する。
【０００３】
図３は、制御しようとする対象物の位置が移動するに伴い、エンコーダ１が回転し、決められた１回転当たりのパルス数をエンコーダ１からプログラマブルコントローラ９へ接続線７により送る。このエンコーダ１のパルス信号は、Ａ相信号５とＢ相信号６の２つの信号で構成され、エンコーダ１の回転が正転方向３の場合と、逆転方向４の場合とで、この２つの信号の位相が変わる。ＰＬＣ９はこの２つの信号を受け取り、このパルス信号が正転方向の位相の場合はＡ相のパルス数分加算し、逆転方向の位相の場合はＡ相のパルス数分減算するように、ＰＬＣ９内部のカウンタ１１でカウントする。すなわちこのカウント経過値は制御対象物がどの位置に位置するかを判断できる値としてモニタできる。ＰＬＣ９は、このカウント経過値を演算部１０に送り、外部入力等の諸条件により制御対象物を任意のポイントに移動しようと制御する場合、カウンタ経過値をモニタしながら、目的のポイント位置まで、モータ１７等により対象物を移動させる。
【０００４】
エンコーダは、制御対象物に密着した位置に置くことになり、ＰＬＣはこのエンコーダを含めた、各スイッチ、センサー、モータ、あるいは電磁開閉器等の負荷を全て接続する位置に配置となり、エンコーダとＰＬＣ間の距離１３が長くなる、たとえば１０ｍ以上になることがある。
【０００５】
このエンコーダとＰＬＣ間の距離が長くなると、これらをつなぐ接続線が長くなり、この接続線にインバータ２や、モータ、電磁開閉器等の負荷から発生するノイズ１２が誘導することになり、接続線で送ろうとするパルスのレベルが変化し、誤ったパルス数、あるいは位相情報をＰＬＣに伝えることになり、制御対象物が誤った位置に移動するような、誤った制御となる問題が発生する。
【０００６】
この問題を対策すべく、図３のコンデンサ８を接続線７に追加し、誘導ノイズ１２がパルス信号にのらないようにする方法があるが、誘導ノイズのパワーが大きい場合、大きな容量のコンデンサ８が必要になる。
【０００７】
しかし、大きな容量のコンデンサ８が接続されると、高速のパルス信号がつぶれてしまい、制御としての機能をしなくなるため、この方法には限界があった。
【０００８】
また、特許文献１（特開平１０−１４１９９４号公報）には、エンコーダ部に信号伝送部を設け、高速時にはパルス波形の立ち上がり部分のみをコード信号化するパルス圧縮変換回路と、低速時にはＡ，Ｂ相パルスのサンプリングコード化回路とを切り換え伝送する送信部と、その信号を受信し処理する受信部の構成が記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１４１９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来では、エンコーダとＰＬＣとの間の距離が離れて接続線が長くなる場合、各負荷から発生するノイズがこの接続線に誘導し、送ろうとする高速パルス信号(例えば最大１００ｋＨｚ)が誤り、その結果誤った制御に至る問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、この接続線にノイズが誘導し重畳してもエンコーダのパルス信号を正確に計測し正確な制御をすることが可能なプログラマブルコントローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、制御しようとする対象物の位置決めの制御を行うためのエンコーダと、該エンコーダからのパルスをカウントするカウンタユニットと、  該カウンタのカウント値とユーザプログラムをもとに演算制御する演算部と、前記制御対象物の移動のためのモータを駆動するための出力部を備え、前記カウンタユニットを前記エンコーダの近接して配置し、該カウンタユニットは、前記カウンタと、所定の値を記録しておくカウンタ設定レジスタと、前記カウンタの値と前記カウンタ設定レジスタの値とを比較する比較器と、該比較器の結果により前記カウンタの値を伝送するか、前記エンコーダの信号を伝送するかを決定する出力回路と、前記カウンタの値または前記エンコーダ信号を伝送する伝送回路より構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エンコーダの近くにカウンタユニット１２を配置し、カウンタユニットとＰＬＣ間の伝送を外来誘導ノイズの影響を受けない伝送方式とすることにより、ＰＬＣから長く離れた位置にエンコーダを置いても正確な制御が実現可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１５】
以下、本発明のプログラマブルコントローラの実施例について、図１及び図２を用いて説明する。
【００１６】
図1において、１はモータ１７に連結され、回転数を計測するエンコーダ、２は回転数を変化させるインバータで、ノイズを発生する発生源の一つで、エンコーダ１とＰＬＣ９の距離が離れていると、データ伝送線２０が長くなるため、ノイズが重畳し易くなる。１２はエンコーダ１に隣接したカウンタユニットで、エンコーダ１に近接して設けている。
また、カウンタユニット１２は、エンコーダ１のＡ相、Ｂ相信号のカウント値と低速パルス信号を伝送する伝送モードの切り換えをする点のカウント値を記憶して置くカウンタ設定値レジスタ１５と、カウンタ１１の値とカウンタ設定値レジスタ１５とを比較する比較器１４とを有している。
さらに、比較した結果を出力器に送り、出力回路１６にて伝送回路より伝送するデータは、カウンタの値またはエンコーダ１のＡ相、Ｂ相信号を伝送する。
【００１７】
次に、カウンタユニット１２に設けているカウンタ上限値レジスタ２２、カウンタ下限値レジスタ２３について説明する。
【００１８】
ＰＬＣ９との伝送では、コードによるカウンタ経過値の更新方法のモードと、従来通りのＡ相、Ｂ相の２相信号によるカウント方式のモードを、それぞれ切り替えて伝送する。カウンタ１１のカウンタ経過値が、カウンタ上限値レジスタ２２の上限値、カウンタ下限値レジスタ２３の下限値の範囲の中にある場合に、２相信号のカウント方式のモードで伝送する。従って、この下限〜上限の範囲外ではコードによるカウンタ経過値の更新方法のモードで伝送する。
【００１９】
この２つの伝送モードを切り替えて伝送する理由を説明する。
【００２０】
この２つの伝送モードには、下記に示すとおり、長所と短所がある。
・コードによるカウンタ経過値の更新方法のモード：
（長所）――誤り制御付き伝送のため、誤ったコードを受け取ることはなく、正確な値を伝送可能。
【００２１】
（短所）――コード伝送の速度より、１パルス単位での更新の速度が速く、リアルタイムに追従できない。
・Ａ相、Ｂ相の２相信号によるカウント方式のモード
（長所）――エンコーダの状態をリアルタイムに伝送するため、遅れのない制御が可能。
【００２２】
（短所）――高速の短いパルスに対し、パルス幅が近似する外来ノイズの影響を受けやすく、正確な値を伝送できない。
【００２３】
エンコーダからＰＬＣへの伝送には、上記のそれぞれの長所であり、正確な値の伝送とリアルタイムに速い伝送が必要である。さらに耐ノイズレベルを向上するために、外来ノイズのパルス幅より大きな伝送パルス幅し、ノイズバイパスコンデンサにより外来ノイズだけをカットすることが要求される。
【００２４】
位置決め制御に必要なモニタ値（現在の位置のカウント経過値）は任意の位置に停止等の制御ポイントのみ１パルス単位に精度が必要であるが、これ以外は取りこぼさないようにするだけで１パルス単位での精度は必要ない。
【００２５】
以上の背景から下記の基準でそれぞれのモードに切り替えて伝送する。
【００２６】
停止等の制御ポイントの前後の範囲では制御対象物において移動速度が低速であり、１パルス単位での制御が必要で、Ａ相、Ｂ相の２相信号によるカウント方式のモードで伝送する。
【００２７】
これ以外の高速で移動するところでは、取りこぼさないように正確な値を伝送するコードによるカウンタ経過値の更新方法のモードで伝送する。
【００２８】
伝送回路２０は、ＰＬＣとの伝送を行い、上記各種の設定レジスタに運転前に予め設定することと、カウンタユニットのカウンタの内容を忠実にＰＬＣ内のカウンタに常にイコールとなるように伝送制御を行う。
【００２９】
図２（ａ）は、本発明の伝送プロトコルのデータ伝送例を示し、図２（ｂ）はデータ伝送の部分拡大図を示す。
【００３０】
図２（ａ）において、２1はエンコーダ１のカウント値で、モータが高速回転している状態から低速回転して停止するまでのデータ伝送を示す。
図２（ｂ）は、モータが高速回転から低速回転して停止する状態のエンコーダのデータ値及びＡ相５、Ｂ相６信号をＰＬＣに伝送することを示している。
【００３１】
モータ１７の回転速度が高速で、エンコーダ１が高速パルスを発生する場合、カウンタ１１でカウントした値を伝送回路１９により伝送線２０を介してＰＬＣ９へ伝送する。
【００３２】
また、モータ１７が低速回転になると、エンコーダ１の伝送パルスとなり、ある所定の速度Ｖ０以下になると、エンコーダ１のＡ相５、Ｂ相６信号をＰＬＣ９に伝送する。このように低速時にはエンコーダ１の信号を長い伝送線で送信してもパルス幅が大きいためノイズ１２による影響は小さい。したがって正確な値をカウントできる。
【００３３】
伝送線２０が約１０ｍ程度ある場合、モータ１７の回転が低速の場合はＡ相５、Ｂ相６信号をＰＬＣ９に伝送し、ＰＬＣ内のカウンタ１１‘でカウントする。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例としてのブロック構成図を示す。
【図２】本発明の伝送プロトコルの実施例を示す。
【図３】従来技術の構成例を示す。
【符号の説明】
【００３５】
１‥エンコーダ、２‥インバータ、３‥プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）、５‥Ａ相信号、６‥Ｂ相信号、７‥接続線、８‥ノイズバイパスコンデンサ、
１０‥演算部、１１‥カウンタ、１２‥カウンタユニット、
１４‥カウンタ経過値比較回路、
１５‥カウンタ設定値レジスタ、１６‥外部出力回路
１７‥カウンタ上限値レジスタ、１８‥カウンタ下限値レジスタ、１９‥伝送回路、２０‥伝送線路、２1‥カウンタ値
【図１】
2006146377.tif 000003
【図２】
2006146377.tif 000004
【図３】
2006146377.tif 000005